Pourquoi les modules DIMM ne sont-ils pas équipés d'un dissipateur de chaleur comme un processeur?

Question

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Je sais qu'un DIMM est composé d'un ensemble de puces contenant une logique de contrôle gérant les opérations de décodage et prélecture de la mémoire. Selon une spécification de produit, j'ai trouvé que la nouvelle RAM fonctionne à une fréquence d'horloge élevée (> 1 GHz) comparable à certains processeurs.Et c'est ce qui m'a fait me demander pourquoi seul le CPU est équipé d'un dissipateur de chaleur, et pas aussi le DIMM, en plus d'une certaine fréquence d'horloge élevée (et donc de la quantité de chaleur à refroidir).

Answer 1

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Vous supposez que la dissipation de puissance est directement liée à la fréquence d'horloge. C'est vrai, mais il y a plus.

Supposons que j'ai cette puce A où seulement 10% de la surface de la puce (taille de la puce) fonctionne à la fréquence d'horloge la plus élevée. Par rapport à une puce B de taille égale où 100% des circuits fonctionnent à la fréquence d'horloge élevée, la puce A ne dissiperait qu'environ 1 / 10ème de la puissance que la puce B dissipe.

Mon point: non seulement la fréquence d'horloge compte, mais aussi la quantité de puce qui fonctionne réellement à cette fréquence d'horloge.

Pour une puce DRAM (les DIMM PC utilisent la DRAM), la plupart de la zone de la puce est constituée de cellules DRAM (évidemment) et celles-ci sont exécutées à une vitesse nettement inférieure à la fréquence d'horloge externe. Le contrôleur DRAM accède aux puces en parallèle et dans une séquence de sorte que cette vitesse inférieure soit quelque peu compensée par le parallélisme.

Sur un processeur, une partie beaucoup plus grande des circuits fonctionne en fait à la fréquence d'horloge maximale (en fonction de l'occupation du processeur bien sûr), il est donc lié à dissiper beaucoup plus de puissance qu'une puce DRAM où seulement une petite partie de la puce fonctionne très vite.

Answer 2

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Les modules DIMM ne dissipent pas la même puissance qu'un CPU, ils n'ont donc pas besoin du même refroidissement.De plus, la puissance que la mémoire et les puces de contrôle dissipent est beaucoup plus répartie physiquement.

La dissipation de puissance peut être à peu près proportionnelle à la fréquence d'horloge, mais cette constante de proportionnalité est assez différente entre un processeur et une mémoire.Le processeur a beaucoup plus de transistors et de portes commutant aux transitions d'horloge que la mémoire.

N'oubliez pas que pour le CMOS, au moment où le courant est à peu près proportionnel à la vitesse d'horloge, le courant dominant charge et décharge tous les petits condensateurs parasites sur les sorties de chaque porte.Si vous avez moins de portes qui changent d'état, alors le courant est plus faible, ce qui entraîne une dissipation plus faible à la même fréquence d'horloge.

Answer 3

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Vous avez besoin d'un dissipateur thermique si votre composant produit plus de chaleur qu'il ne peut en dissiper par son propre boîtier. La chaleur est de l'électricité convertie en un changement de température d'une certaine masse

Maintenant, dans un processeur moderne, ce qui utilise l'énergie électrique est principalement le processus de commutation d'un transistor. Chaque commutation de transistor coûte de l'énergie, et plus la commutation doit se produire rapidement augmente la quantité d'énergie par commutation.

Désormais, pour chaque cycle d'horloge, votre CPU fait beaucoup de choses compliquées comme multiplier les nombres, calculer les adresses, spéculer ce que l'opération suivante pourrait calculer avant que cela ne se produise, etc. Ces opérations conduisent à beaucoup de transistors commutant à la fois.

Une puce DRAM (comme celle de vos modules DIMM) est différente en ce qu'il n'y a pas d'opérations complexes à faire - c'est juste de la mémoire, ce qui signifie qu'elle doit fondamentalement basculer sur (longueur du mot) × (bits d'adresse mémoire) - donc , vraiment, moins de 2000 transistors pour une seule puce (il y a un peu de surcharge de décodage d'adresse et de commande, mais c'est très "mignon" par rapport à la complexité d'un CPU). Bien sûr, les choses que ces transistors commutent ont besoin de plus d'énergie (parce que cela charge et décharge des condensateurs relativement gros, dont la charge est le bit réel), mais ce n'est vraiment que très peu de transistors.

Ensuite, la DRAM doit également être périodiquement rafraîchie, mais cela se produit toutes les quelques millisecondes environ seulement, donc seulement tous les deux millions de cycles d'horloge de la mémoire - et donc ne contribue pas beaucoup à la consommation d'énergie globale.

Answer 4

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Certains types de modules DIMM possèdent (et nécessitent) des dissipateurs thermiques.Alors que ceux sur les clés USB destinées aux joueurs sont principalement pour des raisons de conception / spectacle, il y a par exempleFBDIMM pour les serveurs qui, en raison de leur architecture différente, nécessitent beaucoup plus de puissance (les derniers que j'ai utilisés étaient à peu près à 10 W par bâton) et ont donc besoin de plus de capacité de refroidissement que le paquet de puces en plastique nu peut fournir.

Answer 5

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La DRAM est construite à partir de portes et de condensateurs.Pensez aux verres d'eau, certains vides, certains pleins.Versez de l'eau et remplissez périodiquement à mesure qu'elle s'évapore.

Le cache du processeur est composé de bascules.Pensez aux robinets à eau froide ou chaude.Vous n'avez pas besoin de faire le plein, mais ils utilisent beaucoup d'eau (énergie).

En raison de cette différence, les puces DRAM n'ont généralement pas besoin de dissipateurs thermiques (pas beaucoup de perte d'énergie), contrairement au processeur.N'oubliez pas que le processeur effectue également les calculs (un autre ensemble de tuyaux d'incendie) qui contribuent à la chaleur.